主动阻尼的无心磨削方法技术

本发明专利技术涉及一种用于无心磨削机的主动阻尼无心磨削方法，该无心磨削机具有轮(1、2)以及承载轮(1)的头部(5、6)，在该轮之间布置有待磨削的部件(3)，该方法包括：使轮(1、2)彼此靠近移动，以在部件(3)上施加压力以对其进行磨削，从而由于磨削在磨削机中产生振动；测量由于磨削引起的振动；以及，根据所述测量，平行于磨削机的力流并通过使用直接作用在头部(5、6)之一上的惯性致动器(10)引入主动阻尼力(F

【技术实现步骤摘要】
主动阻尼的无心磨削方法
本专利技术涉及一种在无心磨削机中磨削部件的方法。所提出的方法使用借助于惯性致动器允许引入主动阻尼力的控制策略，该主动阻尼力减弱了由于磨削过程本身产生的振动，从而提高了无心磨削机的精度。
技术介绍
磨削是一种进行研磨加工操作的广泛使用的工艺，其与去料加工操作(stock-removalmachiningoperation)相比，具有更高的尺寸精度和更低的粗糙度。主要由于这个原因，磨削被视为精加工方法，其中磨削过程的力不会太大。在这个意义上，普通的磨削本质上着重于提高精度，为此，当今使用的技术着重于消除机器的恒定振动。例如，为了提高磨削机的精度，已知有文献JP2005199410A或JP2002254303A，其提出了用于消除由于轮中的不平衡引起的振动的技术。但是，在无心磨削(这是普通磨削的一种变型)中，机器的这些恒定振动在重要性方面退居次要地位，因为无心磨削被用于表面加工操作，而且不仅用于精加工操作。为此，在无心磨削中，尤其重要的是由于磨削过程本身产生的振动，如自激振动(颤振)的情况。在无心磨削中，部件在被加工时无需任何固定被放置在机器中。该工艺被广泛用于以高生产率生产精密圆柱部件。这主要是通过消除用于定中心和锚固要磨削的部件的操作来实现的，这将大大减少操作时间，并能够使磨削过程自动化。不需要锚固的事实意味着无心磨削也构成了用于小尺寸圆柱形部件从其表面加工操作开始的加工的一种非常令人关注的方法。此外，在无心磨削中，与一般的磨削过程相比，所使用的轮的宽度趋于明显更大，从而导致磨削过程的力显著增加。所有这些都意味着，如上所述，无心磨削装置的精度主要取决于由于磨削过程本身产生的振动(特别是颤振)，而机器的典型振动会像在由于轮中的不平衡引起的振动的情况下一样居次要地位。这些过程的振动主要取决于机器的动态刚度和磨削条件。用于消除由于过程而产生的振动的最有效解决方案之一是通过直接作用于磨削机的动态行为来增加阻尼，而不必知道过程条件的具体数据。一种以被动方式引入阻尼的方法是通过使用具有悬挂质量的被动致动器，该悬挂质量可以根据机器的振动自由地摆动。如果悬挂质量的共振与机器的共振相一致，则机器可以减弱振动。这样的缺点是，悬挂质量相对于振动的模态质量必须具有可量化的值，因此需要会占用机器中的大量空间的笨重的致动器。此外，被动致动器只能在特定的振动模式下工作，而不会适应可能出现的其它不同的振动模式，这使它成为了在无心磨削机中用于阻尼过程振动的一种不合适的解决方案，因为在这种类型的机器中的振动频率可根据切削条件变化。主动阻尼系统可能是用于适应不同的振动模式并减弱源自磨削过程的振动并无需用于布置它的非常大的空间的一种解决方案。这些系统通常由振动检测装置、计算要施加的力的控制器以及负责引入减弱振动所需的阻尼力的致动器组成。参见例如文献ES2278496A1，其示出了用于控制无心磨削机中的自激振动的主动控制系统。该系统使用直接作用在磨削机的调节轮的头部的平移装置(螺母-主轴组件)上的压电致动器，而振动由同样布置在该平移装置中的机械应力传感器检测。在该文献中，压电致动器与磨削机的力流串联布置，即，致动器布置在负责将部件压向磨削轮的调节轮的头部的平移装置中。引入与机器的力流串联的阻尼力意味着致动器着重于改变机器的实际刚度，为此，放置的最佳点是由振动产生的变形能量为最高的点。然而，采用这种布置，致动器必须一直提供刚性，因此在致动器发生故障的情况下，机器将不再能够以合适的方式工作。另一方面，如上面指出的两个文献JP2005199410A和JP2002254303A所示，消除是用于解决机器的恒定振动(如轮中的不平衡)的最广泛使用的控制策略。该策略是基于引入产生振动的力，所述振动相对于机器的典型振动具有相同的振幅、频率和相反相位。以这种方式，寻求振动的完全消除，但是这要求致动器具有高的力容量以及要消除的振动的精确知识。为此，需要机器的动力学和待阻尼的方法两者的详细模型。如果在简单的二阶方程(方程1)中观察到消除，则致动器所施加的力(Fact)就必须与要消除的力(F)恰好相反，从而证明致动器的力容量必须很高。但是，当振动源于磨削过程时，就不可能获得振动的精确知识，因此无法使用消除来减弱这种类型的振动。此外，使用这种控制策略来消除机器中的恒定振动(例如，轮中的不平衡)甚至会导致由于切削过程引起的振动被放大的情况，因为消除可能会引起这些其它的振动模式的激发(参见JP2002254303A)。根据前述内容，需要一种用于无心磨削机的过程或方法，其通过使用主动阻尼系统来改善由于磨削过程本身引起的振动的减弱。
技术实现思路
本专利技术的目的涉及一种无心磨削方法，其中测量在磨削过程中产生的振动并且借助于惯性致动器引入用于减弱在该过程中的振动的主动阻尼力。该方法应用于无心磨削机中，该磨削机具有轮以及承载轮的头部，在轮之间布置有待磨削的部件。该磨削方法包括：·使轮彼此靠近移动，在部件上施加压力以对其进行磨削，从而由于磨削在磨削机中产生振动，·测量由于磨削引起的振动，以及·根据所述测量的结果，平行于磨削机的力流并且通过使用直接作用在所述头部之一上的惯性致动器引入主动阻尼力，从而减弱由于磨削引起的振动。与文献ES2278496A1或JP2005199410A不同，在上述文献中，致动器相对于磨削机的力流串联地布置，本专利技术提出了与磨削机的力流平行地引入阻尼力。以此方式，当阻尼力平行地被引入时，机器的原始特性没有被改变，并且阻尼力作为外力被引入。由此即使在致动器不运行时也能确保正常的机器运行。当平行地引入阻尼力时，最佳放置点是具有最大振动运动的点。从而在磨削期间并且借助于惯性致动器检测振动的发生，可以加速布置在头部中的致动器的运动质量，从而引入阻尼所述振动所需的力。在部件的磨削期间在磨削机中产生的振动被实时地且以有效的方式从而被减弱或者消除。如在无心磨削机的情况，当在高的磨削力下进行表面加工操作时，主要有与头部打开模式相对应的两种关键振动模式，即，用于使承载轮的头部和部件靠近/远离彼此运动的相对运动发生在轮向部件施加压力的方向上。为此，优选将主动阻尼力引入头部中的至少一个头部的上部中，因为它已经通过实验被确认为由于振动引起的最大运动的点。优选地，在两个头部中测量振动，同时借助于相应的惯性致动器将主动阻尼力引入每个头部中，使得在两个头部中由于磨削引起的振动被减弱。优选地，主动阻尼力在测量振动位置的机器的的同一点处被引入。甚至更优选地，在头部的上部中测量振动，并且在头部的该上部中施加主动阻尼力。因此，使用以共位置方式(inaco-locatedmanner)布置的检测装置和惯性致动器，从而使在机器中产生的振动的减弱更有效。推荐这种共位置分布，其中检测装置和惯性致动器定位在一个同一点处，因为这样理论上可以减弱惯性致动器的带宽中存在的所有振动模式。在非共位置分布的情况下，如在文献JP2005199本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种主动阻尼无心磨削方法，其用于无心磨削机，所述无心磨削机具有轮(1、2)以及承载所述轮(1、2)的头部(5、6)，在所述轮(1、2)之间布置有待磨削的部件(3)，所述磨削方法包括：/n·使所述轮(1、2)彼此靠近移动，在所述部件(3)上施加压力用于对其进行磨削，由此由于磨削在所述磨削机中会产生振动，/n·测量由于磨削引起的振动，以及/n·根据所述测量，平行于所述磨削机的力流并且通过使用直接作用在所述头部(5、6)之一上的惯性致动器(10)引入主动阻尼力(F

【技术特征摘要】
20181119 EP 18382825.01.一种主动阻尼无心磨削方法，其用于无心磨削机，所述无心磨削机具有轮(1、2)以及承载所述轮(1、2)的头部(5、6)，在所述轮(1、2)之间布置有待磨削的部件(3)，所述磨削方法包括：
·使所述轮(1、2)彼此靠近移动，在所述部件(3)上施加压力用于对其进行磨削，由此由于磨削在所述磨削机中会产生振动，
·测量由于磨削引起的振动，以及
·根据所述测量，平行于所述磨削机的力流并且通过使用直接作用在所述头部(5、6)之一上的惯性致动器(10)引入主动阻尼力(Fact)，使得由于磨削引起的振动被减弱。


2.根据前一权利要求所述的主动阻尼无心磨削方法，其特征在于，所述主动阻尼力(Fact)被引入所述头部(5、6)的上部。


3.根据前述权利要求中的任一项所述的主动阻尼无心磨削方法，其特征在于，在所述头部(5、6)中测量振动，同时主动阻尼力(Fact)通过相应的惯性致动器(10)被引入每个头部(5、6)中，使得在所述头部(5、6)中由于磨削引起的振动被减弱。


4.根据前述权利要求中的任一项所述的主动阻尼无心磨削方法，其特征在于，所述主动阻尼力(Fact)在机器的测量振动的位置的同一点处被引入。


5.根据前一权利要求所述的主动阻尼无心磨削方法，其特征在于，在所述头部(5、6)的上部测量振动，并且在所述头部(5、6)的所述上部施加所述主动阻尼力(Fact)。


6.根据前述权利要求中的任一项所述的主动阻尼...

【专利技术属性】
技术研发人员：A·阿斯塔洛亚巴迪奥拉，I·伊泽纳罗莱特，
申请(专利权)人：伊代科公司，
类型：发明
国别省市：西班牙;ES